نسخة الفيديو النصية
يوضح الشكل احتمالية وجود إلكترون على بعد مسافة من النواة لمدارات s الثلاثة الأولى لذرة الهيدروجين. أي خط يناظر المدار 1s؟
لقد اعتدنا بشكل عام على وصف الإلكترونات بأنها جسيمات نقطية تقع عند نقطة وحيدة في الفراغ. لكننا الآن نصف الإلكترونات بتعبيرات رياضية ثلاثية الأبعاد تصف الموضع الأكثر احتمالًا للإلكترون في الذرة. نحن نصف الإلكترونات باستخدام المدارات الذرية. والمدارات الذرية الأربعة الرئيسية هي s وp وd وf. المدارات المختلفة لها أشكال مختلفة. فالمدار s كروي الشكل. يشير السؤال إلى المدارات s الثلاثة الأولى، وهي 1s و2s و3s. المدار 2s أكبر من المدار 1s. وهو يتكون من منطقتين لهما كثافة إلكترونية ممثلتين باللون الأزرق، تفصل بينهما عقدة قطرية. كلتا المنطقتين اللتين لهما كثافة إلكترونية هما جزء من المدار 2s.
العقدة هي نقطة في الفراغ حيث احتمالية وجود إلكترون تساوي صفرًا. لا توجد عقدة قطرية واحدة فقط في المدار 3s، بل توجد عقدتان قطريتان. ويمكننا استخدام وجود هذه العقد لمعرفة أي خط يناظر المدار 1s. عند العقدة، احتمالية وجود إلكترون تساوي صفرًا. لذا، إذا نظرنا إلى المحور 𝑦 للتمثيل البياني، الذي يشير إلى احتمالية وجود إلكترون، نجد أنه عندما تكون قيمة 𝑦 تساوي صفرًا، ستكون هناك عقدة.
لنبدأ بالنظر إلى الخط الأخضر (ج). إنه يحتوي على عقدتين، حيث لا توجد أي احتمالية لوجود إلكترون. فاحتمالية وجود إلكترون خارج المدار لا تساوي صفرًا. لذا، لكل مدار من المدارات، قيمة طرف الخط تبدو وكأنها تساوي صفرًا، لكنها ليست كذلك. إذن، هذا الجزء لا يعد عقدة. كما أنه يحتوي على ثلاث مناطق حيث توجد احتمالية وجود إلكترون. يمكننا ملاحظة أن هذا الخط الأخضر يناظر المدار 3s، وليس المدار 1s كما هو موضح في السؤال. لذا، فإن الخط (ج) ليس إجابة هذا السؤال.
الخط (ب) الأحمر اللون به عقدة واحدة، حيث لا توجد احتمالية وجود إلكترون، وبه منطقتان حيث توجد احتمالية وجود إلكترون. يمكننا إذن ملاحظة أن الخط الأحمر (ب) يناظر المدار 2s. لذا، فإن الخط (ب) ليس إجابة هذا السؤال.
يحتوي الخط الأخير، أي الخط (أ)، على منطقة واحدة حيث توجد احتمالية وجود إلكترون. لذلك، فهو يمثل المدار 1s. إذن، إجابة السؤال الذي يطلب منا تحديد أي خط يناظر المدار 1s هي الخط (أ).
